4. Расчетная нагрузка, передаваемая на сваи.

Расчетная (допустимая) нагрузка на сваю определяется по формуле:

N_d , где

γ₀ – коэффициент условий работы, учитывающий повышение однородности грунтовых условий при применении свайных фундаментов, принимаемый равным γ0 = 1 при од- носвайном фундаменте и γ0 = 1,15 при кустовом расположении свай;

γn – коэффициент надежности по назначению (ответственности) сооружения, прини- маемый равным 1,2; 1,15 и 1,10 соответственно для сооружений I, II и III уровней ответ- ственности;

γk – коэффициент надежности по грунту 1,4.

N_d кН

N_dm = F_{dm =} 1190,3 кН

Для дальнейшего расчета берем N_d, потому что несущая способность по грунту меньше, чем несущая способность по материалу.

4. Определение количества свай.

Ориентировочно количество свай в кусте определяется по формуле

n =

N_0I – расчетная нагрузка, передаваемая на фундамент, 1,2·N_oII =1,2·1380=1656 кН;

N_d– расчетная нагрузка, передаваемая на сваи, 607,6 кН;

А´– площадь ростверка, приходящаяся на одну сваю, принимаемая равной 0,9÷1,2 м²;

γср– усредненный удельный вес ростверка и грунта на его уступах, принимаемый равным 20 кН/м3 .

n = = 2,95 = 3 сваи

4.6.1 Конструирование и расчет свайного ростверка.

Расстояние а между осями висячих свай a≥3·0,3=0,9 м

Расстояние от края ростверка 0,3d+5 см=0,3·0,3+5 = 14 см принимаем 150 мм

4. Проверка свайного фундамента по фактической нагрузке.

Проверка свайных кустов на внецентренное загружение ведется по формуле:

_, где

N_d – суммарная расчетная нагрузка на уровне низа фундамента, кН,

Nd = Np + Gp + Gг ;

Np – нагрузка на уровне обреза фундамента, кН;

Gp – вес ростверка, 4,18 · 23 = 96,2кН;

Gг – вес грунта на уступах ростверка, 3,1 · 18 = 55,8 кН;

N_d = 1380 + 96,2 + 55,8 = 1532,0 кН, где

N_ф N_d

N_ф = Np + Gp + Gг /n = 1380 + 96,5 + 55,8 / 3 = 510,7 кН

510,7 1532,0 кН

n – количество свай;

F_d – несущая способность сваи, кН;

γk – коэффициент надежности по грунту 1,4

M_x,M_y – моменты относительно осей X и плана свай в плоскости подошвы свайного ростверка;

x_i,y_i – расстояние от осей ростверка до оси каждой сваи, м;

x,y – расстояние от осей ростверка до оси сваи, для которой вычисляется расчетная нагрузка, м.

М=М_0I+F_0I*d_p = 370+17·2,6=414,2

Расчетная фактическая нагрузка на сваю определяется по формуле

N_ф = = 694,5 кН  1.2 · = 1,2 ∙ 607,9= 729,1 кН.

Недогрузка крайних свай 5,9 % в допустимых пределах, т. е. меньше 10% .

Условие выполнено, можно проводить расчет осадок.

4. Расчет осадки одиночной сваи.

Расчет осадки одиночных свай, прорезающих слой грунта с модулем сдвига G₁, МПа, коэффициентом Пуассона ₁ и опирающихся на грунт, рассматриваемый как линейно-деформируемое полупространство, характеризуемое модулем сдвига G₂ и коэффициентом Пуассона ₂, и при условии /d G_l /G₂d 1 (где 𝑙 — длина сваи, м, d — наружный диаметр поперечного сечения ствола сваи, м) по формулам:

Осадка одиночной сваи без уширения пяты определяется по формуле:

S=

где N — вертикальная нагрузка, передаваемая на сваю, 0,694МН;

— коэффициент, определяемый по формуле

=

 

= 0,17ln(k_νG₁l/G₂d) - коэффициент, соответствующий абсолютно жесткой свае; α = 0,17ln(k_ν1l/d) - тот же коэффициент для случая однородного основания с характеристиками G₁ и ν₁; χ =EA/G₁l² – относительная жесткость сваи; EA - жесткость ствола сваи на сжатие, МН;  λ₁- параметр, характеризующий увеличение осадки за счет сжатия ствола и определяемый по формуле:

λ₁=2,12· χ³^/4/1+2,12· χ³^/4

где k_ν, k_ν1 - коэффициенты, определяемые по формуле:

k_ν = 2,82 – 3,78ν + 2,18ν² 

соответственно при ν= (ν₁ + ν₂)/2 и при ν = ν₁.

Характеристики G₁ и ν₁ принимаются осредненными для всех слоев грунта в пределах глубины погружения сваи, a G₂ и ν₂ - в пределах 0,5l, т.е. на глубинах от l до 1,5l от верха свай.

Насыпной

грунт

2,6

Песок

мелкий Е=24МПа

сугл. мягк. Е=8,5МПа

пес. мелк. Е=24МПа

сугл. мягк. Е=8,5МПа

пес. мелк. Е=24МПа

пес. круп. Е=28МПа

Осадка одиночной сваи:

Е₀=(1,5*28+2,2*24+1,1*8,5+1,1*24+0,8*8,5+2,25*24)/1,5+2,2+1,1+1,1+0,8+2,25=21,4 МПа

G₁=0,4*21,4=8,56МПа

G₂=0.4*28=11,2 МПа

v₁=(1,5*0.3+2,2*0,3+1,1*0.35+1,1*0.30+0,8*0,35+2,25*0,3)/1,5+2,2+1,1+1,1+0,8+2,25=0,31

k_v1=2,82-3,78*0,31+2,18*(0,31²)=1,86

β=0,17ln(1,86*8,56*10/11,2*0.34)=0,63

α=0,17ln(1,86*10/0.34)=0,68

Принимаем бетон класса В20 с начальным модулем упругости при растяжении Еb=28*10³МПа

ЕА=28*10³*0,09=2520

χ=2520/8,56*10²=2,94

λ₁=(2.12*(2,94)^3/4)/1+2.12*(2,94)^3/4=0,82

β=0,57/0,82+((1-0,57/0,82)/2,94)=0.87

/d G_l /G₂d 1

22,5 1

Вычисляем осадку одиночной сваи:

S=(0.87·0,694)/8,56·10=0,007 м